水稻在世界各稻區均存在返祖現象
是什么讓栽培水稻變“野”了
栽培水稻發作返祖現象后會呈現出籽實變小、紅皮的特征，經過環境順應進化，種子一成熟即散落田間，之后與栽培水稻伴生。這種山寨版的水稻被稱為雜草稻，由于其遺傳背景與栽培稻極端類似，因而除草劑難以鏟除，嚴重影響水稻消費。
不久前，由
浙江大學農業與生物技術學院樊龍江教授領銜的國際研討團隊，經過對從涵蓋各大洲16個主要水稻消費國稻區抽取的524份雜草稻樣本停止研討，發現水稻在世界各稻區均存在返祖現象。
水稻返祖現象源于繁衍之需
返祖現象也稱野化或去馴化，是生物界經常發作的一個遺傳現象，指栽培作物和家養家畜等從人工環境回歸自然環境，恢復野生特征。
研討團隊經過基因組重測序，并分離已有當地栽培稻和野生稻基因組數據資源，在對樣本群體遺傳學剖析后發現，全球稻區發作的雜草稻都來自栽培稻，而且這個去馴化過程是一個持續的過程。
普通以為，水稻的來源進程，從野生經過馴化與
現代遺傳育種改進便完畢了。因而有科學家以為雜草稻與栽培稻只是“近親”，沒有直接的血緣關系。但研討團隊的這項最新研討使人類對作物開展的歷史認知又向前推進了。
樊龍江表示，每年收割水稻時都會有種子落粒，田里種子數量越多，進化出雜草稻的概率越大。因而，減少田間種子遺留的庫容，是減少雜草稻的重要手腕。
為什么進化中會呈現返祖現象？研討結果標明，這是適者生存的自然選擇。隨著人們對水稻高產的不時改進，谷粒變大且不易零落的水稻便于收割增產提效。這一改進雖滿足了人類需求，卻改動了水稻的生存規律，使其原有的繁衍生存機制被毀壞。
“水稻的落粒特征，即種子成熟后回歸土壤，是其繁衍生存的關鍵，是其在自然界生存最重要的機制。同時將種子變小，也是為了便于傳播生長?！狈埥忉尩?。
憑仗雜交優勢和栽培稻“較勁”
據理解，雜草稻在我國大面積存在，特別在
江蘇、
廣東、
遼寧和
寧夏等地，雜草稻已成為除稗草外影響我國稻田最嚴重的雜草。
已有科學研討標明，雜草稻在有限的空間中與栽培稻展開競爭，爭水分、爭光照、爭養料。雜草稻實力強勁的很大一局部緣由，與其雜交起家的遺傳背景有關。
在這次調查中，科研人員發現全球特別是在南美稻區，有大量雜交來源的雜草稻，它們或是雜草稻之間或是雜草稻與栽培稻之間雜交構成。這種雜交，招致雜草稻同樣取得了除草劑的抗性等。
難以除凈雜草稻的另一個緣由就是從外形上很難將其與水稻區別開來。此外，在苗期雜草稻就與栽培稻“較勁”，抽穗之后還會率先成熟。
樊龍江以為，水稻經過稻苗移栽可以很好地防控雜草稻。育秧讓水稻苗曾經長得很大，這樣一來雜草稻不容易趕上新插的秧?！叭缃袼痉N植大多采用直接播種，省時省力。缺陷就在于給了雜草稻與栽培稻一同發芽的時機，相同的‘起跑線’是招致雜草稻越來越多的緣由之一。”
古老基因啟示新型水稻育種
雜草稻的危害性還來自其休眠特征——它在一定條件下可以渡過田間冬季的殘酷環境，直到稻季才發芽。
“這樣年復一年的結果就是雜草稻越來越多，終成大害。”樊龍江說，水稻長，它就長。“假如一塊地閑置兩年重新種植水稻，雜草稻又會‘復生’。”
栽培稻從野生稻馴化而來，是人類對其基因的重新選擇。而在去馴化的過程中，雜草稻發作了新的基因突變。研討人員對基因組選擇信號剖析發現，野化選擇的區域與馴化選擇的區域堆疊率很低。
研討團隊發現全球不同地域雜草稻存在一個共同的激烈基因組分化區域，即7號染色體一個0.5Mb區間。
該區域包括與種子休眠、抗性相關的基因等，對雜草稻的環境順應性十分重要。此外，休眠性相關基因閱歷平行進化，在粳型雜草稻和栽培稻間分化明顯，可能在不同雜草稻群體野化過程中扮演重要角色。
研討團隊希望將雜草稻“發芽率高長勢強”的優點應用到水稻育種當中，經過進步自然順應才能，為增產增收開拓新的思緒。上述研討成果已發表于學術期刊《基因組生物學》。
